蝕刻廢液對生態環境的影響

魏有定(宣城市大氣污染和水污染防治辦公室，安徽 宣城 242000)

歷史上先后提出了制造電子線路板的方法：噴涂法、化學沉積法、粉壓法、膜壓法和蝕刻法等，僅僅蝕刻法得到了推廣和應用。雖然蝕刻法因其工藝的優越性得到推廣和應用，但缺點是蝕刻工序會產生大量蝕刻液，主要為含銅污染物。根據相關調查來說，每生產1m2線路板需消耗蝕刻液2L 左右，相應也產出蝕刻廢液2L左右，對環境尤其周邊地區水體和土壤構成嚴重的危害[1]。大量的蝕刻廢液處理造成資源浪費，一旦處理不當往外排放，勢必對水體生態系統造成大的沖擊[2]。本文主要通過簡易分析蝕刻液來源、成分，以及對生態環境產生了影響，并提出解決途徑。

1 蝕刻液來源及主要成分

蝕刻液產生于蝕刻工段，原理是因覆銅板上多余的銅箔與蝕刻液中Cu2＋進行絡合，造成Cu2＋大量減少，而Cu＋大量增加，逐漸達到飽和，效率逐漸下降，容易形成絮凝狀沉淀，最終失效。目前國內線路板企業采用覆銅板蝕刻工藝主要為“鹽酸+氧化劑蝕刻”和“氨水+氯化銨”蝕刻兩種，前者始于70年末期，擁有安全、蝕刻速度快等特點，主要產生于雙面及多層線路板生產；后者始于80年，擁有蝕刻速率快，側蝕小，產生于高精度線路板。從工藝產生的廢液來看，前者為酸洗蝕刻廢液，主要含氯化銅和鹽酸；后者為堿性蝕刻廢液，主要為氯化銅氨絡合物和氯化銨，兩種廢液中銅含量均達5%以上，銅的質量濃度最高可達100-150g/L。

2 蝕刻廢液對生態環境的影響

大量蝕刻廢液的處理消耗了大量的水資源,尤其酸洗和堿性蝕刻液中含有大量的銅離子，在處理不達標或直接排放后，會導致該地區動植物、微生物及土壤受到影響，以至影響整個區域生態環境。同時雖然銅離子對人的毒性較小，但并不意味著無害，因具有的累積作用，通過動物或植物造成一旦人體中富集了過量的銅離子，會引起威爾遜氏癥，當銅離子過多的累積到人的腦部，會導致帕金森癥。當腎部積累了過量的銅，會引起氨基酸尿、糖尿、蛋白尿等腎器官病變[3]。同時酸洗氯化銅蝕刻液還能造成土壤和水資源造成巨大危害。

對農作物來說，銅是所有重金屬中毒性最大，因為它可以以離子的形態固定在農作物的根部，直接影響其養分的吸收功能，含銅廢水或含銅污泥進入農田后，會與土壤中所含腐殖酸、富里酸等包含的羥基、酚基等有機化合物形成螯合物，從而將銅固化在土壤中。富含銅的土壤容易硬化，不利用植物生長，尤其是對植物根系破壞嚴重。一般灌溉水的銅含量超過0.6 mg/L 時對水稻等農作物將產生嚴重危害。酸洗氯化銅蝕刻液中所含高濃度氯化鈉，也是造成鹽堿化的因素之一。

一般來說水中含銅量達到1.5mg/L 時，即有明顯金屬味。在自然環境中，每升淡水中平均約含銅3ug，每升海水大約含銅0.25ug,在酸洗和堿性氯化銅蝕刻廢液中含銅量一般超過120g/L，而當水中的銅離子含量達到0.01mg/L時，水體的自凈能力將遭到嚴重破壞。同時，銅離子對水生生物中有很強的毒性。當銅離子的濃度達到0.002mg/L 時，就會對魚蝦等水生動物產生毒性，當銅離子濃度超過0.01mg/L 時，一般魚類將開始出現死亡。堿性蝕刻液中氯化氨可加速水體“富營養化”過程，讓水中的藻類植物過渡繁殖生長，消耗水體中大量溶解氧，使水體發臭，嚴重時造成其它水生生物死亡。

3 蝕刻液污染防治措施

為減少蝕刻液對環境污染，節約資源，實現經濟循環發展，因此減少蝕刻液排放量或對蝕刻液的回收處理不僅能很大程度減少資源的浪費，而且還能大幅度的降低其對環境造成的污染壓力。

3.1 減少排放量

減少污染環境的最直接方法就是不產生污染物或減少排放量，使排放滿足現有的環境環境容量要求。因此可采取提高印刷線路板生產工藝，改良蝕刻液配方，制定嚴格的工業排放標準，并強化執法，從源頭上減少污染產生。

3.2 循環利用

循環利用，做到零排放是減少排放量的最佳途徑，也是防止污染環境最好的方法之一。隨著近年來技術發展，科研人員做了大量實驗，逐漸淘汰了以化學、物理處理蝕刻液為主的方法，因常規的物理化學法使金屬離子產生絮凝沉淀，上清液排放，但還是易造成二次污染。實踐證明再生回用技術是最好的方法，再生技術主要有2類，分別是萃取-電解法和隔膜電解法，其中萃取-電解法可處理酸洗堿性蝕刻液和堿性蝕刻液，隔膜電解法能處理堿性蝕刻，廢液和銅回收利用率達99%以上。

4 結語

綜上所述，本文通過分析蝕刻液產生原理，以及對生態環境影響，在現今環境污染日益嚴峻及法規越來越嚴格的情況下，為改善環境，實現資源可持續發展已經是整個社會發展基本的要求。因此對企業發展來說，實現廢物循環利用，做到零排放，是當今企業發展的最終目標。

[1]陳鎮.彭蕓，我國PCB 行業蝕刻工序的污染及處理現狀，中國環保產業（研究進展）2006.3，44-45.

[2]蔣毅民、何最存、幕光杉，含銅印刷電路板廢水的處理及綜合利用[J].環境工程，1998.16(5):62-64）.